复杂地质条件下滑坡体分区分段综合处治的探讨

孟 芹 何国华

(1.贵州交通职业技术学院，贵州 贵阳 550001； 2.贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550001)

1 工程概况

某高速公路CK0+828～XZK83+380段边坡工程在山腰处切割山体，挖方高边坡最高为41.72 m(CK0+976.249处)。场区表层残坡积层碎石土，厚2 m～3 m，下统三迭系下统茅草铺组(T1m2)白云质灰岩夹溶塌角砾状白云岩，岩体破碎，节理裂隙发育,强风化层厚17.8 m～19.2 m，岩层产状在100°∠16°。

1.1 地形地貌

场区植被较发育，路段区多为园林及耕地，基岩零星出露，场区海拔430.0 m～682.0 m，相对高差252.0 m；轴线通过段地面高程在506.0 m～540.0 m之间，相对高差24.0 m。地貌类型属溶蚀—构造型中低山地貌。

1.2 地质构造

场区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱之毕节北东向构造变形区。场区位于松坎向斜一翼，岩层产状在75°～135°∠16°～70°。主要节理产状有：265°∠25°，33∠75°两组，多为密闭型节理，节理间距200 mm～300 mm。

1.3 原设计情况

边坡第1级～3级采用1∶0.75放坡，第4级边坡坡率1∶1，单级边坡高度10 m，第1级、2级边坡坡面采用锚杆框架植草防护，锚杆长4.5 m～6 m，第3级边坡坡面分段防护，CK0+828～CK0+935段采用锚杆框架植草防护，锚杆长9 m，CK0+935～XZK83+380段采用锚索框架植草防护，锚索长18 m～22 m；第4级边坡采用锚索框架植草、锚杆框架植草防护，锚索长22 m～26 m。CK0+960～XZK83+410坡口外5 m处设12 m长钢花管注浆，4排φ108钢花管。

1.4 边坡滑移现状

挖方边坡正在开挖第二级边坡，三、四级边坡已按设计坡率开挖完成。发现该边坡CK0+880～CK0+945段后缘出现弧形贯通裂缝，与线路走向基本一致，长约110 m、最大宽度约12 cm、最高错台约10 cm、裂缝距路中线最远距离为110 m，如图1所示。

2 破坏机理分析

2.1 滑坡规模

滑坡体位于C匝道测设基线CK0+860～CK0+950右侧28 m～115 m范围内，沿测设基线方向纵向长约90 m，宽约87 m，根据钻探揭露，滑动面深约13 m～18 m，滑坡面积约4 400 m2，滑坡体积约65 000 m3，该滑坡为中型滑坡。

2.2 变形特征

CK0+880～CK0+945段后缘出现弧形贯通裂缝，与线路走向基本一致，长约110 m、最大宽度约12 cm、最高错台约10 cm、裂缝距路中线最远距离为110 m，截至目前为止，该滑坡体前缘未见明显的鼓胀及变形，为蠕变阶段。依据地勘报告，滑坡体滑动方向基本垂直于C匝道。

2.3 滑坡成因分析

1)线路从斜坡前缘通过，坡体的开挖卸荷，减小了坡体的抗滑力，破坏了坡体的自然平衡，坡脚失去约束。

2)滑体表层为含碎石粘土，下伏基岩为溶塌角砾岩，由于风化强烈大部分已呈类土状，地表水易下渗，在基岩面形成滞水带，随着浸水时间的延长，土体抗剪强度进一步衰减形成初始滑移面。坡体受持续降雨补给，使下滑力不断增大，滑面强度急剧下降，抗滑力也随之下降；在后缘区产生下错。

该边坡溶塌角砾岩全风化层厚度大，其力学性质差，为类土质边坡。边坡开挖临空加之连续暴雨，雨水下渗降低了土体抗剪强度，进而导致坡体后缘产生裂缝。

3 滑坡稳定性分析

3.1 计算理论

折线形滑动和圆弧滑动主要为堆积体路基，滑面基本沿着基覆界面，滑面(带)呈折线形；软土路基、覆盖层和强风化层较厚的软质岩边坡。

采用综合野外与室内分析的潜在滑面来计算，滑面呈折线形，故采用折线形滑动面计算公式，剩余下滑力按传递系数法计算。

3.2 加固前稳定性计算

取最不利断面CK0+880,CK0+901,CK0+938,CK0+828侧翼进行计算，计算模型如图2所示，计算结果如表1所示。

表1 计算结果

桩号潜在滑体工况安全系数剩余下滑力kN/m安全系数控制标准CK0+880CK0+901CK0+938CK0+828侧翼滑面潜在滑面Ⅰ滑面潜在滑面滑面潜在滑面潜在滑面正常工况1.115153.881.30非正常工况1.070188.501.20正常工况1.136817.3071.30非正常工况1.011977.6041.20正常工况1.006697.121.30非正常工况0.959748.101.20正常工况1.0651 547.881.30非正常工况0.9891 612.311.20正常工况1.160430.8951.30非正常工况1.063587.0101.20正常工况1.0691 408.2811.30非正常工况1.0111 506.4291.20正常工况1.155788.901.30非正常工况1.098910.251.20

经计算，在暴雨工况下，CK0+880断面滑面安全系数为1.070，剩余下滑力达188.5 kN/m，正常工况下，安全系数为1.070，剩余下滑力达188.5 kN/m；潜在滑面安全系数1.011，对应下滑力达977.604 kN，正常工况下，安全系数为1.136，剩余下滑力达817.307 kN/m，均不满足规范要求。

3.3 分段分区处治方案

结合地质勘察资料及稳定性计算，对坡体进行分区防护加固，分段治理。Ⅰ区起讫桩号为CK0+828～CK0+950段，为全风化溶塌角砾岩，弧形贯通裂缝位于CK0+880～CK0+945段后缘，为主滑区域。Ⅱ区起讫桩号为CK0+950～XZK+380段，为强～中风化白云质灰岩夹角砾岩，如图3所示。

Ⅰ区：CK0+828～CK0+950段，第1级：CK0+828～CK0+865段第1级设1.8 m×2.4 m抗滑桩；CK0+865～CK0+950段第1级设2 m×3 m抗滑桩；坡体侧缘设全埋式1.8 m×2.4 m抗滑桩；第2级：坡率1∶2～1∶0.75，先素喷6 cm，后采用锚索框架植草防护；第3级：坡率1∶2～1∶0.75，先素喷6 cm，后采用锚索框架植草防护；第4级：坡率1∶2，采用挂网喷混凝土及锚索框架植草防护，各级平台宽度3 m。

Ⅱ区：CK0+950～XZK+380段第1级：维持原设计坡比1∶0.75，坡面锚杆框架植草防护；第2级：坡比1∶0.75，先素喷6 cm，后采用锚索框架植草防护；第3级：先素喷6 cm，维持原设计坡比1∶0.75及锚索框架植草防护；第4级：先素喷6 cm，维持原设计坡比1∶1及锚索框架植草防护，各级平台宽度2 m。

3.4 支护后稳定性计算

CK0+880,CK0+901,CK0+938进行加固后经稳定性计算，均满足安全系数控制要求。

4 边坡监控

根据监测项目，结合地形条件等，采用的监测方法有深部位移监测及地下水位监测、地表巡视，详见表2，在滑坡方向轴线上，共布设上、中、下3个测点。

表2 监测方法汇总表

5 结语

随着山区高速公路的建设不断向前推进，受地形地貌的因素制约，部分路段走廊带单一，高速公路的建设不可避免的切割滑坡体。如何让滑坡经济、有效、安全的处治就显得尤为重要，该边坡处治完成后，历经两个雨季，根据边坡监测结果显示为稳定状态，说明该防护设计安全可靠，为今后的类似工程提供了借鉴。